據New Atlas報道，達特茅斯學院的工程師們開發了一種新的晶體結構，當它遇到一種特定的化學物質時，可以伸展到原來的兩倍大小。該團隊表示，這種材料可用於選擇性地吸收水中的雜質。
這種碳基晶體屬於一類被稱為多孔有機框架的材料。顧名思義，這些材料是由碳、氧和氮等有機分子組成，與更強的分子混合成一個充滿孔隙的支架。通過將分子困在這些孔隙中，這些材料可以被用來吸收空氣或水中的污染物，在體內輸送藥物，或促進化學反應。
這類材料（以及類似的金屬有機框架）已經得到了很好的研究，但在新的工作中，該團隊增加了一個額外的功能。他們建立了由硫酸氫鹽陰離子簇組成的“軟關節”，這些陰離子通常會相互排斥，但在這種結構中，它們通過與其他分子的相互作用被固定住。然而，當某種化學物質出現時，這些相互作用會被破壞，陰離子會再次相互“推開”。這導致晶體膨脹，暴露出更多的孔隙，可以吸收更多的目標分子。
研究小組通過將晶體置於苯酚溶液中來測試這種材料，並發現它們在20分鐘內膨脹到其長度的兩倍以上。當苯酚被清洗掉后，它們在大約10分鐘內縮回到原來的大小。
這項研究的主要作者Chenfeng Ke說：“看到晶體膨脹和收縮到這種程度是非常了不起的。”想象一顆表現得像橡皮筋的鑽石。”
研究人員表示，新的可膨脹多孔有機框架可以成為更有效的納米過濾器，通過增長來收集更多的特定分子。
該研究發表在《Chem》雜誌上。